gnckКолопроктологияKoloproktologia2073-75562686-7303Russian Association of Coloproctology10.33878/2073-7556-2024-23-1-108-116gnck-1849Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПристеночная микробиота дивертикулов при воспалительных осложнениях дивертикулярной болезни (пилотное исследование)Mucosal microbiota of the diverticula in inflammatory complications of diverticular disease (a pilot study)https://orcid.org/0000-0001-8344-2696ШакировР. Р.ShakirovR. R.

Шакиров Раис Рафисович — ассистент кафедры хирургических болезней; врач-колопроктолог отделения колопроктологии

ул. Бутлерова, д. 49, г. Казань, 420012

Оренбургский тракт, д. 138, г. Казань, 420064

Butlerova st., 49, Kazan, 420012

Orenburg tract, 138, Kazan, 420064

https://orcid.org/0000-0001-7498-2412ПанкратоваЮ. С.PankratovaYu. S.

Панкратова Юлия Сергеевна — ассистент кафедры хирургических болезней; врач хирург отделения хирургии №1

ул. Бутлерова, д. 49, г. Казань, 420012

Оренбургский тракт, д. 138, г. Казань, 420064

Butlerova st., 49, Kazan, 420012

Orenburg tract, 138, Kazan, 420064

https://orcid.org/0000-0002-9491-1694СенинаА. М.SeninaA. M.

Сенина Анастасия Михайловна — аспирант, научный сотрудник НИЛ «Мультиомиксные технологии живых систем»

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008

Kremlevskaya st., 18, Kazan, 420008

https://orcid.org/0000-0003-3458-1176БулыгинаЕ. А.BoulyginaE. A.

Булыгина Евгения Александровна — научный сотрудник НИЛ «Биомедицинские регенеративные технологии»

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008

Kremlevskaya st., 18, Kazan, 420008

https://orcid.org/0000-0002-8968-065XКарасеваО. С.KarasevaO. S.

Карасева Ольга Cергеевна — магистрант кафедры микробиологии Института фундаментальной медицины и биологии

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008

Kremlevskaya st., 18, Kazan, 420008

https://orcid.org/0000-0001-5314-7012ГригорьеваТ. В.GrigoryevaT. V.

Григорьева Татьяна Владимировна — ведущий научный сотрудник НИЛ «Генетика микроорганизмов» Института фундаментальной медицины и биологии 

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008

Kremlevskaya st., 18, Kazan, 420008

https://orcid.org/0000-0003-0717-302XЯруллинаД. Р.YarullinaD. R.

Яруллина Дина Рашидовна — к.б.н., доцент кафедры микробиологии Института фундаментальной медицины и биологии

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008

Kremlevskaya st., 18, Kazan, 420008

polikarpova-e@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7479-4945КарпухинО. Ю.KarpukhinO. Y.

Карпухин Олег Юрьевич — д.м.н., профессор кафедры хирургических болезней КГМУ, куратор отделения колопроктологии

ул. Бутлерова, д. 49, г. Казань, 420012

Оренбургский тракт, д. 138, г. Казань, 420064

Butlerova st., 49, Kazan, 420012

Orenburg tract, 138, Kazan, 420064

ФГБОУ ВО Казанский ГМУ Минздрава России; ГАУЗ «Республиканская клиническая больница» МЗ РТРоссияKazan State Medical University; Republican Clinical HospitalRussian FederationФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»РоссияKazan Federal UniversityRussian Federation202421032024231108116Copyright © Шакиров Р.Р., Панкратова Ю.С., Сенина А.М., Булыгина Е.А., Карасева О.С., Григорьева Т.В., Яруллина Д.Р., Карпухин О.Ю., 20242024Шакиров Р.Р., Панкратова Ю.С., Сенина А.М., Булыгина Е.А., Карасева О.С., Григорьева Т.В., Яруллина Д.Р., Карпухин О.Ю.Shakirov R.R., Pankratova Y.S., Senina A.M., Boulygina E.A., Karaseva O.S., Grigoryeva T.V., Yarullina D.R., Karpukhin O.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.ruproctology.com/jour/article/view/1849ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ: выявление специфики пристеночной микробиоты воспаленных дивертикулов и оценка ее влияния на прогрессирование дивертикулярной болезни до воспалительных осложнений, требующих хирургической коррекции.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ: методами классической микробиологии и с помощью анализа библиотек последовательностей генов 16S рРНК, секвенированных на платформе Illumina MiSeq, проведено пилотное исследование пристеночной микробиоты дивертикулов в четырех резецированных препаратах сигмовидной кишки у пациентов, оперированных по поводу воспалительных осложнений дивертикулярной болезни.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ: на фоне выраженного индивидуального характера микробиоты каждого пациента, во всех образцах в значительном количестве обнаружены энтеробактерии, а соотношение Prevotella-к-Bacteroides (P/B) было смещено в сторону преобладания Bacteroides. В трех образцах Firmicutes преобладали над Bacteroidetes. Так же в трех образцах равновесие в микробном пейзаже было значительно смещено в сторону одного рода: Parvimonas, Akkermansia, Bacteroides или Bifidobacterium.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: анализ микробиоты внутри воспаленных дивертикулов позволил выявить определенные сдвиги в кишечном микробиоме, которые могут способствовать прогрессированию воспаления в дивертикуле вплоть до его воспалительной деструкции. Полученные данные представляют интерес для понимания механизмов патогенеза заболевания, поиска новых методов эффективного купирования воспаления дивертикулов и профилактики его рецидивов.

PATIENTS AND METHODS

PATIENTS AND METHODS: in this pilot study using classical culture methods and analysis of 16S rDNA libraries sequenced on the Illumina MiSeq platform, we characterized the mucosa-associated microbiota of four diverticula in resected colon specimens of patients.

RESULTS

RESULTS: in all the samples the abundance of Enterobacteria and the shift towards the predominance of Bacteroides in the ratio of Prevotella-to-Bacteroides (P/B) was detected. In three samples, Firmicutes prevailed over Bacteroidetes. Also, in three samples the balance in the microbial landscape was strongly shifted towards one genus: Bacteroidetes, Parvimonas, Akkermansia, or Bifidobacterium.

CONCLUSION

CONCLUSION: microbiota inside inflamed diverticula revealed the specific shifts in the intestinal microbiome that may contribute to the progression of inflammation in the diverticulum up to its inflammatory destruction.

микробиота кишечникадивертикулярная болезньgut microbiotadiverticular diseaseReferencesChen Y, Zhou J, Wang L. Role and mechanism of gut microbiota in human disease. Front Cell Infect Microbiol. 2021;11:625913. doi: 10.3389/fcimb.2021.625913Chen Y, Zhou J, Wang L. Role and mechanism of gut microbiota in human disease. Front Cell Infect Microbiol. 2021;11:625913. doi: 10.3389/fcimb.2021.625913Hasan N, Yang H. Factors affecting the composition of the gut microbiota, and its modulation. Peer J. 2019;7:e7502. doi: 10.7717/peerj.7502Hasan N, Yang H. Factors affecting the composition of the gut microbiota, and its modulation. Peer J. 2019;7:e7502. doi: 10.7717/peerj.7502Yang M, Hong G, Jin Y, et al. Mucosal-associated microbiota other than luminal microbiota has a close relationship with diarrheapredominant irritable bowel syndrome. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:515614. doi: 10.3389/fcimb.2020.515614Yang M, Hong G, Jin Y, et al. Mucosal-associated microbiota other than luminal microbiota has a close relationship with diarrheapredominant irritable bowel syndrome. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:515614. doi: 10.3389/fcimb.2020.515614Ардатская М.Д., Ачкасов С.И., Веселов В.В., и соавт. Клинические рекомендации. Дивертикулярная болезнь. Колопроктология. 2021;20(3):10–27. doi: 10.33878/2073-7556-2021-20-3-10-27Ardatskaya M.D., Achkasov S.I., Veselov V.V., et al. Klinicheskie rekomendatsii. Divertikulyarnaya bolezn’. Koloproktologia. 2021;20(3):10–27. (In Russ.). doi: 10.33878/2073-7556-2021-203-10-27Reitano E, Francone E, Bona E, et al. Gut microbiota association with diverticular disease pathogenesis and progression: a systematic review. Dig Dis Sci. 2022. doi: 10.1007/s10620-022-07600-xReitano E, Francone E, Bona E, et al. Gut microbiota association with diverticular disease pathogenesis and progression: a systematic review. Dig Dis Sci. 2022. doi: 10.1007/s10620-022-07600-xSchieffer KM, Sabey K, Wright JR, et al. The microbial ecosystem distinguishes chronically diseased tissue from adjacent tissue in the sigmoid colon of chronic, recurrent diverticulitis patients. Sci Rep. 2017;7(1):8467. doi: 10.1038/s41598-017-06787-8Schieffer KM, Sabey K, Wright JR, et al. The microbial ecosystem distinguishes chronically diseased tissue from adjacent tissue in the sigmoid colon of chronic, recurrent diverticulitis patients. Sci Rep. 2017;7(1):8467. doi: 10.1038/s41598-017-06787-8Piccioni A, Franza L, Brigida M, et al. Gut microbiota and acute diverticulitis: role of probiotics in management of this delicate pathophysiological balance. J Pers Med. 2021;11(4):298. doi: 10.3390/jpm11040298Piccioni A, Franza L, Brigida M, et al. Gut microbiota and acute diverticulitis: role of probiotics in management of this delicate pathophysiological balance. J Pers Med. 2021;11(4):298. doi: 10.3390/jpm11040298Moniuszko A, Rydzewska G. The effect of cyclic rifaximin therapy on symptoms of diverticular disease from the perspective of the gastroenterology outpatient clinic: a “real-life” study. Prz Gastroenterol. 2017;12(2):145–51. doi: 10.5114/pg.2017.68167Moniuszko A, Rydzewska G. The effect of cyclic rifaximin therapy on symptoms of diverticular disease from the perspective of the gastroenterology outpatient clinic: a “real-life” study. Prz Gastroenterol. 2017;12(2):145–51. doi: 10.5114/pg.2017.68167Yarullina DR, Shafigullin MU, Sakulin KA, et al. Characterization of gut contractility and microbiota in patients with severe chronic constipation. PLoS ONE. 2020;15(7):e0235985. doi: 10.1371/journal.pone.0235985Yarullina DR, Shafigullin MU, Sakulin KA, et al. Characterization of gut contractility and microbiota in patients with severe chronic constipation. PLoS ONE. 2020;15(7):e0235985. doi: 10.1371/journal.pone.0235985Wedel T, Barrenschee M, Lange C, et al. Morphologic basis for developing diverticular disease, diverticulitis, and diverticular bleeding. Viszeralmedizin. 2015;31(2):76–82. doi: 10.1159/000381431Wedel T, Barrenschee M, Lange C, et al. Morphologic basis for developing diverticular disease, diverticulitis, and diverticular bleeding. Viszeralmedizin. 2015;31(2):76–82. doi: 10.1159/000381431Sheth A, Floch M. Probiotics and diverticular disease. Nutr Clin Pract. 2009;24(1):41–4. doi: 10.1177/0884533608329230Sheth A, Floch M. Probiotics and diverticular disease. Nutr Clin Pract. 2009;24(1):41–4. doi: 10.1177/0884533608329230Sekirov I, Russell SL, Antunes LC, et al. Gut microbiota in health and disease. Physiol Rev. 2010;90(3):859–904. doi: 10.1152/physrev.00045.2009Sekirov I, Russell SL, Antunes LC, et al. Gut microbiota in health and disease. Physiol Rev. 2010;90(3):859–904. doi: 10.1152/physrev.00045.2009Di Pierro F. Gut microbiota parameters potentially useful in clinical perspective. Microorganisms. 2021;9(11):2402. doi: 10.3390/microorganisms9112402Di Pierro F. Gut microbiota parameters potentially useful in clinical perspective. Microorganisms. 2021;9(11):2402. doi: 10.3390/ microorganisms9112402Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, et al. Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006;444(7122):1022–3. doi: 10.1038/4441022aLey RE, Turnbaugh PJ, Klein S, et al. Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006;444(7122):1022–3. doi: 10.1038/4441022aPascale A, Marchesi N, Marelli C, et al. Microbiota and metabolic diseases. Endocrine. 2018;61(3):357–371. doi: 10.1007/s12020018-1605-5Pascale A, Marchesi N, Marelli C, et al. Microbiota and metabolic diseases. Endocrine. 2018;61(3):357–371. doi: 10.1007/s12020018-1605-5Duan R, Zhu S, Wang B, et al. Alterations of gut microbiota in patients with irritable bowel syndrome based on 16s rrna-targeted sequencing: A systematic review. Clin Transl Gastroenterol. 2019;10(2):e00012. doi: 10.14309/ctg.0000000000000012Duan R, Zhu S, Wang B, et al. Alterations of gut microbiota in patients with irritable bowel syndrome based on 16s rrna-targeted sequencing: A systematic review. Clin Transl Gastroenterol. 2019;10(2):e00012. doi: 10.14309/ctg.0000000000000012Linninge C, Roth B, Erlanson-Albertsson C, et al. Abundance of Enterobacteriaceae in the colon mucosa in diverticular disease. World J Gastrointest Pathophysiol. 2018;9(1):18–27. doi: 10.4291/wjgp.v9.i1.18Linninge C, Roth B, Erlanson-Albertsson C, et al. Abundance of Enterobacteriaceae in the colon mucosa in diverticular disease. World J Gastrointest Pathophysiol. 2018;9(1):18–27. doi: 10.4291/wjgp. v9.i1.18Ang MY, Dymock D, Tan JL, et al. Genome sequence of Parvimonas micra strain A293, isolated from an abdominal abscess from a patient in the United Kingdom. Genome Announc. 2013;1(6):e01025–13. doi: 10.1128/genomeA.01025-13Ang MY, Dymock D, Tan JL, et al. Genome sequence of Parvimonas micra strain A293, isolated from an abdominal abscess from a patient in the United Kingdom. Genome Announc. 2013;1(6):e01025–13. doi: 10.1128/genomeA.01025-13Wang Q, Huang S-Q, Li C-Q, et al. Akkermansia muciniphila may determine chondroitin sulfate ameliorating or aggravating osteoarthritis. Front Microbiol. 2017;8:1955. doi: 10.3389/fmicb.2017.01955Wang Q, Huang S-Q, Li C-Q, et al. Akkermansia muciniphila may determine chondroitin sulfate ameliorating or aggravating osteoarthritis. Front Microbiol. 2017;8:1955. doi: 10.3389/ fmicb.2017.01955Chen J, Chen X, Ho CL. Recent development of probiotic bifidobacteria for treating human diseases. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:770248. doi: 10.3389/fbioe.2021.770248Chen J, Chen X, Ho CL. Recent development of probiotic bifidobacteria for treating human diseases. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:770248. doi: 10.3389/fbioe.2021.770248Gueimonde M, Ouwehand A, Huhtinen H, et al. Qualitative and quantitative analyses of the bifidobacterial microbiota in the colonic mucosa of patients with colorectal cancer, diverticulitis, and inflammatory bowel disease. World J Gastroenterol. 2007;13:3985–9. doi: 10.3748/wjg.v13.i29.3985Gueimonde M, Ouwehand A, Huhtinen H, et al. Qualitative and quantitative analyses of the bifidobacterial microbiota in the colonic mucosa of patients with colorectal cancer, diverticulitis, and inflammatory bowel disease. World J Gastroenterol. 2007;13:3985–9. doi: 10.3748/wjg.v13.i29.3985Kvasnovsky CL, Leong LEX, Choo JM, et al. Clinical and symptom scores are significantly correlated with fecal microbiota features in patients with symptomatic uncomplicated diverticular disease: A pilot study. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2018;30:107–12. doi: 10.1097/MEG.0000000000000995Kvasnovsky CL, Leong LEX, Choo JM, et al. Clinical and symptom scores are significantly correlated with fecal microbiota features in patients with symptomatic uncomplicated diverticular disease: A pilot study. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2018;30:107–12. doi: 10.1097/MEG.0000000000000995Barbara G, Scaioli E, Barbaro MR, et al. Gut microbiota, metabolome and immune signatures in patients with uncomplicated diverticular disease. Gut. 2017;66(7):1252–61. doi: 10.1136/gutjnl-2016-312377Barbara G, Scaioli E, Barbaro MR, et al. Gut microbiota, metabolome and immune signatures in patients with uncomplicated diverticular disease. Gut. 2017;66(7):1252–61. doi: 10.1136/gutjnl-2016-312377Falagas ME, Siakavellas E. Bacteroides, Prevotella, and Porphyromonas species: a review of antibiotic resistance and therapeutic options. Int J Antimicrob Agents. 2000;15(1):1–9. doi: 10.1016/s0924-8579(99)00164-8Falagas ME, Siakavellas E. Bacteroides, Prevotella, and Porphyromonas species: a review of antibiotic resistance and therapeutic options. Int J Antimicrob Agents. 2000;15(1):1–9. doi: 10.1016/s0924-8579(99)00164-8Arumugam M, Raes J, Pelletier E, et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011;473(7346):174–80. doi: 10.1038/nature09944Arumugam M, Raes J, Pelletier E, et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011;473(7346):174–80. doi: 10.1038/nature09944Wu GD, Chen J, Hoffmann C, et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science. 2011;334(6052):105–8. doi: 10.1126/science.1208344Wu GD, Chen J, Hoffmann C, et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science. 2011;334(6052):105–8. doi: 10.1126/science.1208344Koeth RA, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nat Med. 2013;19(5):576–85. doi: 10.1038/nm.3145Koeth RA, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nat Med. 2013;19(5):576–85. doi: 10.1038/nm.3145Roager HM, Licht TR, Poulsen SK, et al. Microbial enterotypes, inferred by the Prevotella-to-Bacteroides ratio, remained stable during a 6-month randomized controlled diet intervention with the new nordic diet. Appl Environ Microbiol. 2014;80(3):1142–9. doi: 10.1128/AEM.03549-13Roager HM, Licht TR, Poulsen SK, et al. Microbial enterotypes, inferred by the Prevotella-to-Bacteroides ratio, remained stable during a 6-month randomized controlled diet intervention with the new nordic diet. Appl Environ Microbiol. 2014;80(3):1142–9. doi: 10.1128/AEM.03549-13

The authors declare that there are no conflicts of interest present.